CAN总线之总线逻辑值

1.显性和隐性

2.CAN总线类型

3.CAN标准之总线电平

4.CAN信号传输

1.显性和隐性

1.1.CAN总线上的数据位

CAN总线上的数据位（又称CAN总线位数值）采用具有两种互补的逻辑值，即显性和隐性。

显性：又称为显性等级或显性电平，用逻辑0表示；
隐性：又称为隐性等级或隐性电平，用逻辑1表示；

以上这两个又称为CAN总线中逻辑电平。

CAN总线上的CAN信号使用差分电压传送，两条信号线被称为CAN_H和CAN_L。

1.2.差分电压

差分电压，其实就是CAN_H与CAN_L之间的电位差，记 $V_{diff}$ 。

上面的CAN总线位电平其实就是CAN总线位数值（逻辑值“0”或逻辑值“1”）对应CAN总线的显性（电平）和隐性（电平），而显性电平和隐性电平又是由两根信号线CAN_H和CAN_L中的电平所决定。

2.CAN总线类型

CAN总线类型分别是高速CAN、容错CAN(也就是低速CAN)、单线CAN。

注意：单线CAN其实就是CAN的单总线协议，这种CAN总线协议应用场景非常少。

2.1.CAN总线起源

1986年Bosch在SAE大会上提出CAN总线概念
在1987年Intel就推出了第一片CAN控制器芯片82526，由此点亮CAN总线发展的星星之火。
在1993年CAN国际标准ISO11898/ISO11519发布

ISO11898是高速CAN的标准。
注意：起初，高速CAN数据链路层和物理层都是在ISO11898中，后来就把ISO11898拆分ISO11898-1(只涉及高速CAN数据链路层)和ISO11898-2(只涉及高速CAN物理层)。
ISO11519是低速CAN的标准。
注意：在2006年,ISO11898-3已将ISO11519-2代替，所以我们查低速CAN的标准时，我们不用看ISO11519，可以直接看ISO11898-3。

在某一CAN总线中，显性电平和隐性电平固定在一个范围内，但是不同的CAN类型，显性电平和隐性电平的范围是不同的,

如下图：

高速CAN电平
容错(低速)CAN电平
单线CAN电平

不同类型的CAN总线，显隐性对应CAN_H和CAN_L的电平信号是不一样的。

3.CAN标准之总线电平

ISO11898 定义了高速 CAN 通信速率在 125 kbps～1 Mbps 范围，高速CAN属于闭环总线；

ISO11519 定义了低速 CAN 通信速率在 10～125 kbps 范围，低速CAN属于开环总线;

为什么说高速CAN是闭环总线？

我们可以根据高速CAN总线的拓扑结构直观看出CAN_H和CAN_L两条信号线通过两个120Ω的终端电阻围成的闭环，所以称为闭环总线。

为什么说低速CAN是开环总线？

我们可以根据低速CAN总线的拓扑结构直观看出CAN_H和CAN_L两条信号线是非闭合的环路，所以称为开环总线。

低速CAN总线和高速CAN总线在总线拓扑中的混合使用：

物理层	ISO11898(高速CAN)						ISO11519-2(低速CAN)
通信速度	最高1Mbps						最高125kbps
总线最大长度	40m/1Mbps						1km/40kbps
总线拓扑	隐性			显性			隐性			显性
总线拓扑	Min	Nom	Max	Min	Nom	Max	Min	Nom	Max	Min	Nom	Max
CAN_H(V)	2.00	2.50	3.00	2.75	3.50	4.50	1.60	1.75	1.90	3.85	4.00	5.00
CAN_L(V)	2.00	2.50	3.00	0.50	1.50	2.25	3.10	3.25	3.40	0.00	1.00	1.15
电位差（H-L）(V)	-0.5	0	0.05	1.5	2.0	3.0	-0.3	-1.5	-	0.3	3.00	-

上表中的Nom表示基准值
注意：上面粉色区域都是显隐性的电位差的范围，这个范围值是标准规定的。根据这个显隐性电位差的范围，如果一个CAN_H是一个最大值或最小值，那么CAN_L就不可能是满范围，也就是受到CAN_H的限制，使电位差显隐性在这个固定范围（粉色最大和最小），所以这个显隐性信号按照这个标准才是准的。

在CAN总线上，逻辑“0”和“1”之间显著的电压差是通信可靠的保证。
高速CAN总线电平：
显性：CAN_H =3.5V，CAN_L=1.5V，电压差为2V为逻辑“0”
隐性：CAN_H =2.5V，CAN_L=2.5V，电压差为0V为逻辑“1”
低速CAN总线电平：
显性：CAN_H =4V，CAN_L=1V，电压差为3V为逻辑“0”
隐性：CAN_H =1.75V，CAN_L=3.25V，电压差为-1.5V为逻辑“1”
高速CAN和低速CAN的平均电压都是2.5V

4.CAN信号传输

CAN信号的发送：
CAN控制器将从CPU传来的信号转换成逻辑电平（即逻辑0-显性电平、逻辑1-隐性电平），这个逻辑电平是CAN发送器和CAN控制器之前所熟知的协定，CAN收发器接收到逻辑电平之后，再将其转换为差分信号输出到CAN总线上。
CAN信号的接收：
CAN接收器将CAN_H 和 CAN_L 线上传来的差分电平转换为逻辑电平输出到CAN控制器，CAN控制器再把该逻辑电平转化为相应的信号发送到CPU上。

以上总结来说：
1、发送方通过使总线电平发生变化，将其信息传递到CAN总线上
2、接收方通过监听总线电平，将总线上的消息读入自己的接收器。

以上就是根据某些大佬的经验总结出来CAN总线中总线逻辑值的相关学习知识，已经解决了我的疑惑，看看是否对大家有一定帮助！！！